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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivo de medición para el suministro de energía. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición El dispositivo propuesto está diseñado para integrarse en una fuente de alimentación de laboratorio. Está ensamblado en un microcontrolador, indicadores LED de siete elementos y está diseñado para medir el voltaje y la corriente de salida. El dispositivo es una versión simplificada de un dispositivo similar, cuya descripción fue publicada en la revista "Radio", 2007, núm. 7, p. 26-28 (Zaets N. “Dispositivo de protección digital avanzado con función de medición”). En comparación con el prototipo, se utilizó un microcontrolador más asequible y se simplificó el circuito eliminando la protección contra sobrecorriente y voltaje. Se supone que dicha protección se implementa en la propia fuente de alimentación. En este sentido, se desarrolló nuevamente el programa de control del microcontrolador. Los intervalos de medición de voltaje son 0...25.5 V con una resolución de 0,1 V, corriente - 0... 1,55 A con una resolución de 0,01 A.
El diagrama del dispositivo se muestra en la figura. El voltaje medido se suministra a la línea del puerto RA0 (configurado como una entrada ADC) del microcontrolador DD1 a través de un divisor resistivo R1R5R6. La señal del sensor de corriente (resistencia R4) se suministra al amplificador de voltaje en el amplificador operacional DA2.1 y, después de la amplificación desde la salida del seguidor de voltaje en DA2 2, a la línea del puerto RA1, también configurada como entrada ADC. La frecuencia de reloj del MK la ajusta el resonador de cuarzo ZQ1. Dado que su frecuencia no es crítica, puede utilizar resonadores de VCR antiguos a frecuencias de 3,57. 4,43 o 4,5 MHz. El dispositivo utiliza indicadores LED de cuatro dígitos y siete elementos con un cátodo común. En este caso, en el dígito del extremo derecho de cada uno de ellos se muestran los símbolos del parámetro medido “U” (HG1) e “I” (HG2). El microcontrolador y el amplificador operacional reciben alimentación estabilizada de +5 V del regulador de voltaje integrado DA1. Este voltaje también se utiliza como voltaje de referencia para el ADC. La corriente consumida por el dispositivo es de unos 100 mA, dependiendo del número de elementos incluidos y del tipo de indicadores utilizados. La tensión de alimentación no está estabilizada: 8...25 V, pero a una tensión superior a 12...15 V será necesario instalar un estabilizador DA1 en un disipador de calor con un área de 10...20 cm2. . El microcontrolador está instalado en el panel. Cabe señalar que el sensor de corriente (resistencia R4) está conectado en serie con la carga, por lo que las lecturas del voltímetro serán sobrestimadas por el valor de la caída de voltaje en este sensor. El error es proporcional a la corriente de carga y a 1A es igual a 0.12 V. Esta deficiencia del dispositivo se puede eliminar corrigiendo el programa MK. La mayoría de los elementos están montados en una placa de circuito impreso prototipo. Las resistencias fijas se utilizan para montaje en superficie, excepto R4: es bobinado de 0 ohmios 12 W o hecho en casa, los recortadores son SPZ-5, los condensadores de óxido son importados, el resto son para montaje en superficie, por ejemplo K19-10v. conectados con trozos de cables de montaje aislados y después de la verificación e instalación se montan en el panel frontal de la fuente de alimentación. El estabilizador de voltaje se instala sobre un disipador de calor con una superficie de 17...15 cm25. Cabe señalar que el programa del microcontrolador contiene un intervalo de corriente medida de 0...2,55 A. Pero debido al hecho de que se utiliza un amplificador operacional, que no proporciona un voltaje de salida cercano al voltaje de suministro en corrientes superiores a 1.5...1,7, 2,55 Y el error de medición aumenta (subestimación de valores). Si la fuente de alimentación en la que está integrado el dispositivo proporciona una corriente de hasta 1446 A, debe utilizar un amplificador operacional de la serie KR1446, por ejemplo, KR1UD1446A KR2UDXNUMXA. Cualquier programador con el software adecuado es apto para programar el MK. El autor utilizó un ExtraPic casero con el shell 1C-Prog. El procedimiento de programación se ha descrito repetidamente en la literatura. El dispositivo ensamblado (sin microcontrolador) se conecta temporalmente a los circuitos de alimentación correspondientes. El voltaje en los pines 1 y 20 del panel MK debe ser de +5 V en los pines 6 y 7 del amplificador operacional DA2.2, cercano a cero. Apague el voltaje de suministro e instale el microcontrolador. Después de aplicar la tensión de alimentación, los indicadores deberían encenderse. Al conectar una carga a la salida de la fuente de alimentación, verifique la funcionalidad del dispositivo. Si el brillo de los indicadores es bajo, se puede aumentar seleccionando las resistencias R8-R15 (hacia abajo). Pero su resistencia no debe ser inferior a 33 ohmios para evitar sobrecorriente en las líneas del puerto RB0-RB7. Cuando se sobrecarga, la indicación de elementos individuales desaparece aleatoriamente. El dispositivo se calibra mediante un voltímetro y un amperímetro digitales. El primero está conectado a la salida de la fuente de alimentación, el segundo, en serie con la carga. Habiendo establecido el voltaje máximo en la salida de la fuente de alimentación, la resistencia (resistencia R4) se conecta en serie con la carga, por lo que las lecturas del voltímetro serán sobrestimadas por el valor de la caída de voltaje a través de este sensor. El error es proporcional a la corriente de carga y a 1A es igual a 0.12 V. Esta deficiencia del dispositivo se puede eliminar corrigiendo el programa MK. La mayoría de los elementos están montados en una placa de circuito impreso prototipo. Se utilizan resistencias fijas para montaje en superficie, excepto R4: es un cable bobinado de 0 ohmios 12 W o hecho en casa, recortadores - SPZ-5, condensadores de óxido - importados, el resto - para montaje en superficie, por ejemplo K19-10v. La resistencia R1 ecualiza las lecturas del indicador de voltaje del dispositivo y el voltímetro. Al cambiar la resistencia de carga, establezca la corriente en aproximadamente 1 A y use la resistencia R3 para ecualizar las lecturas del indicador de corriente y el amperímetro. Si las lecturas del voltímetro son inestables, instale un capacitor cerámico u óxido en paralelo con la resistencia R4 (terminal positivo a pin 3 de DA2.1) con una capacidad de 1 ... 4,7 µF El programa para el microcontrolador se puede descargar desde ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/05/vamper.zip. Autor: P. Chubarov
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